Question

恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（1）若开始时放入1mol N₂和3molH₂，达到平衡后，生成a mol NH₃，这时N₂的物质的量为

 

mol；
（2）若开始时无NH₃，只放入N₂和H₂，达到平衡时生成NH₃的物质的量为3a mol，则开始时放入N₂和H₂的物质的量分别为

 

mol和

 

mol；
（3）若开始时放入x mol N₂、6molH₂和2molNH₃，达到平衡后，N₂和NH₃的物质的量分别为y mol和3a mol，则x=

 

，y=

 

，平衡时H₂的物质的量

 

（选填一个编号）作，出判断的理由是

 

；
A．大于6mol   B．等于6mol   C．小于6mol   D．可能大于、小于或等于6mol
（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH₃，再次达到平衡后，NH₃的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：先利用达平衡后，生成amolNH₃，计算参加反应的物质的物质的量，可计算出平衡时氮气的物质的量；根据温度不变，利用极限转化为反应物的物质的量与起始量的关系及平衡时NH₃的质量分数都相同来计算．

解答： 解：（1）设生成amolmolNH₃转化的N₂的物质的量为y，则
N₂+3H₂ 2NH₃，
1               2
y               amol     

1

y

=

2

a

，y=

a

2

mol，
则平衡时氮气的物质的量为1mol-

a

2

mol=

2-a

2

mol，
故答案为：

2-a

2

；
（2）又在恒温恒压条件1molN₂与3molH₂的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应，达平衡后，生成a molNH₃，
则只通入N₂与H₂，达平衡时生成3amolNH₃，则开始时应通入N₂3mol，且平衡时NH₃ 的质量分数与前者相同，
及极限转化后起始的量与原起始量成正比，故H₂的物质的量为3mol×3=9mol，故答案为：3；9；
（3）若开始时通入x molN₂﹑6molH₂和2molNH₃，将2molNH₃极限转化为反应物，则相当于开始加入（x+1）molN₂﹑（6+3）molH₂，
达平衡后，NH₃的物质的量3amol，
则（x+1）mol：（6+3）mol=1：3，解得x=2mol，
由恒温恒压条件，两种情况中起始的反应物的物质的量成正比，则平衡时各物质的含量成正比，
则1molN₂与3molH₂的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为

2-a

2

mol，
故开始时通入2molN₂﹑6molH₂和2molNH₃的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为

2-a

2

mol×3=

6-3a

2

mol，
由x=2得开始时通入2 molN₂﹑6molH₂和2molNH₃，平衡时NH₃的物质的量3a，则无法判断氨气开始的2mol与平衡时的3amol谁大，故不知道平衡到底向什么方向移动，所以应选D；
故答案为：2；

6-3a

2

；D；无法判断氨气开始的2mol与平衡时的3amol谁大；
（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH₃，相当于成比例增大反应物，恒温、恒压下等效，故再次达到平衡后NH₃的质量分数与原平衡相同，即NH₃的质量分数=

17ag

28g+6g

×100%=50a%，故答案：50a%．

点评：本题考查了化学平衡的建立过程，注意等效平衡知识的理解及应用，本题难度中等．